胫骨远端骨折应用交锁髓内钉固定时远端不同锁定钉状态的有限元分析

作     者：陈庆贺 邓玲珑 喻爱喜 Chen Qinghe;Deng Linglong;Yu Aixi

作者机构：武汉大学中南医院创伤与显微骨科武汉430000 

出 版 物：《骨科》 (ORTHOPAEDICS)

年 卷 期：2024年第15卷第3期

页      面：235-242页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100210[医学-外科学(含：普外、骨外、泌尿外、胸心外、神外、整形、烧伤、野战外)] 10[医学] 

主　　题：胫骨远端骨折 有限元分析 髓内钉 锁定钉 

摘      要：目的探究胫骨远端骨折应用交锁髓内钉固定时远端不同锁定钉状态的稳定性及其生物力学特性。方法选择一名健康成年男性的胫骨CT Dicom数据,应用mimics、geomagic和solidworks软件构建胫骨、髓内钉、锁定钉的3D模型,然后按照髓内钉远端不同锁定状态分为试验组(两枚横向锁定钉和一枚纵向锁定钉)和对照组(两枚横向锁定钉),分别给予轴向、侧向和扭转方向的不同大小的载荷,以模拟正常人体胫骨和内固定系统在不同受力情况下的应力和位移分布情况。结果试验组和对照组的应力分布没有明显差异,二者都集中在骨-螺钉结合部位,但试验组在轴向、侧向和扭转方向的不同大小的载荷下的最大等效应力均略低于对照组,在轴向300、600、900 N载荷下,试验组的最大等效应力为24.84、49.68、74.52 MPa,对照组的为27.80、55.51、83.27 MPa;在扭转2、4、6 N/m的载荷下,试验组的最大等效应力为144.87、290.92、431.80 MPa,对照组为146.01、292.03、434.80 MPa;在侧向300、600、900 N载荷下,试验组的最大等效应力为209.79、419.58、629.37 MPa,对照组为210.47、420.94、631.41 MPa。在形变位移方面,两组的内固定系统都没有发生明显形变,且试验组的最大位移均略小于对照组。在轴向300、600、900 N载荷下,试验组的最大位移为0.0229、0.0458、0.0687 mm,对照组的为0.0241、0.0481、0.0723 mm;在扭转2、4、6 N/m的载荷下,试验组的最大位移为0.2178、0.4288、0.5978 mm,对照组为0.2185、0.4369、0.6072 mm;在侧向300、600、900 N载荷下,试验组的最大位移为0.9492、1.8985、2.8477 mm,对照组为0.9525、1.9050、2.8576 mm。结论通过应力和位移对比分析,在使用髓内钉固定胫骨远端骨折时,髓内钉远端固定两枚横向锁定钉已经提供了足够的稳定性,与使用三枚锁定钉相比,两枚锁定钉能减少额外的手术时间和不必要的辐射暴露。在实际情况中还需要手术医生结合临床的具体情况为病人选择最合适的手术方案。